泥沙可以通過石墨烯嗎

2022-04-11 19:54:34 字數 5092 閱讀 2533

1樓:匿名使用者

可以通過

石墨烯是一種由碳原子以sp²雜化軌道組成六角型呈蜂巢晶格的二維碳奈米材料。

石墨烯內部碳原子的排列方式與石墨單原子層一樣以sp2雜化軌道成鍵,並有如下的特點:碳原子有4個價電子,其中3個電子生成sp2鍵,即每個碳原子都貢獻乙個位於pz軌道上的未成鍵電子,近鄰原子的pz軌道與平面成垂直方向可形成π鍵,新形成的π鍵呈半填滿狀態。

研究證實,石墨烯中碳原子的配位數為3,每兩個相鄰碳原子間的鍵長為1.42×10-10公尺,鍵與鍵之間的夾角為120°。

除了σ鍵與其他碳原子鏈結成六角環的蜂窩式層狀結構外,每個碳原子的垂直於層平面的pz軌道可以形成貫穿全層的多原子的大π鍵(與苯環類似),因而具有優良的導電和光學效能。

擴充套件資料

當入射光的強度超過某一臨界值時,石墨烯對其的吸收會達到飽和。這些特性可以使得石墨烯可以用來做被動鎖模雷射器。

這種獨特的吸收可能成為飽和時輸入光強超過乙個閾值,這稱為飽和影響,石墨烯可飽和容易下可見強有力的激勵近紅外地區,由於環球光學吸收和零帶隙。由於這種特殊性質,石墨烯具有廣泛應用在超快光子學。石墨烯/氧化石墨烯層的光學響應可以調諧電。

更密集的雷射照明下,石墨烯擁有乙個非線性相移的光學非線性克爾效應。

溶解性:在非極性溶劑中表現出良好的溶解性,具有超疏水性和超親油性。

熔點:科學家在2023年的研究中表示約4125k,有其他研究表明熔點在5000k左右。

其他性質:可以吸附和脫附各種原子和分子。

2樓:來自文筆峰膽識過人的白皮松

不可以,泥沙顆粒尺寸大於石墨烯中孔道尺寸

石墨烯可以分為哪幾類?

3樓:學習方法與心理疏導

以層數來劃分:

單碳層石墨烯、雙碳層石墨烯、多碳層石墨烯(3-10 層)。

單層石墨烯的厚度是0.335 nm,大約是頭髮絲的二十萬分之一。

4樓:藝賢音殿

石墨烯(graphenes):是一種二維碳材料,是單層石墨烯、雙層石墨烯和多層石墨烯的統稱。

可具體分為以下幾類:

1、單層石墨烯(graphene):指由一層以苯環結構(即六角形蜂巢結構)週期性緊密堆積的碳原子構成的一種二維碳材料。

2、雙層石墨烯(bilayer or double-layer graphene):指由兩層以苯環結構(即六角形蜂巢結構)週期性緊密堆積的碳原子以不同堆垛方式(包括ab堆垛,aa堆垛,aa『堆垛等)堆垛構成的一種二維碳材料。

3、少層石墨烯(few-layer):指由3-10層以苯環結構(即六角形蜂巢結構)週期性緊密堆積的碳原子以不同堆垛方式(包括abc堆垛,aba堆垛等)堆垛構成的一種二維碳材料。

4、多層或厚層石墨烯(multi-layer graphene):指厚度在10層以上10nm以下苯環結構(即六角形蜂巢結構)週期性緊密堆積的碳原子以不同堆垛方式(包括abc堆垛,aba堆垛等)堆垛構成的一種二維碳材料。

石墨烯的用途?

5樓:樂福之家地暖

我國對石墨烯領域的研究與開發較早就給予了關注。根據統計,我國石墨儲量佔全球的70%以上,石墨烯研發應用水平也與發達國家基本同步。與此同時,國家還資助了大量有關石墨烯的基礎研究專案。

因為石墨烯是目前為止導熱係數最高的材料,具有非常好的熱傳導效能,所以它也被大量運用在全新的採暖行業。

和常規發熱膜一樣,石墨烯需要通電才能發熱,當在石墨烯發熱膜兩端電極通電的情況下,電熱膜中的碳分子在電阻中產生聲子、離子和電子,由產生的碳分子團之間相互摩擦、碰撞(也稱布朗運動)而產生熱能,熱能又通過控制遠紅外線以平面方式均勻地輻射出來。

石墨烯通電後,有效電熱能總轉換率達99%以上,同時加上特殊的超導性,保證發熱效能的穩定。但是與常規金屬絲發熱膜不同的地方在於,發熱穩定安全,而且散發出來的紅外線被稱為「生命光線」。

綜上所述,石墨烯材料非常適合應用於新型採暖行業,讓採暖過程更加舒適,便捷。

6樓:巴允尉思雲

在納電子器件方面的應用

2023年,geim研究組[3

j與kim研究組h

發現,室溫下石墨烯具有l0倍於商用矽片的高載流子遷移率(約10

am/v·s),並且受溫度和摻雜效應的影響很小,表現出室溫亞微公尺尺度的彈道傳輸特性(300

k下可達0.3

m),這是石墨烯作為納電子器件最突出的優勢,使電子工程領域極具吸引力的室溫彈道場效電晶體成為可能。較大的費公尺速度和低接觸電阻則有助於進一步減小器件開關時間,超高頻率的操作響應特性是石墨烯基電子器件的另一顯著優勢。此外,石墨烯減小到奈米尺度甚至單個苯環同樣保持很好的穩定性和電學效能,使探索單電子器件成為可能。

代替矽生產超級計算機

科學家發現,石墨烯還是目前已知導電性能最出色的材料。石墨烯的這種特性尤其適合於高頻電路。高頻電路是現代電子工業的領頭羊,一些電子裝置,例如手機,由於工程師們正在設法將越來越多的資訊填充在訊號中,它們被要求使用越來越高的頻率,然而手機的工作頻率越高,熱量也越高,於是,高頻的提公升便受到很大的限制。

由於石墨烯的出現,高頻提公升的發展前景似乎變得無限廣闊了。

這使它在微電子領域也具有巨大的應用潛力。研究人員甚至將石墨烯看作是矽的替代品,能用來生產未來的超級計算機。

光子感測器

石墨烯還可以以光子感測器的面貌出現在更大的市場上,這種感測器是用於檢測光纖中攜帶的資訊的,現在,這個角色還在由矽擔當,但矽的時代似乎就要結束。去年10月,ibm的乙個研究小組首次披露了他們研製的石墨烯光電探測器,接下來人們要期待的就是基於石墨烯的太陽能電池和液晶顯示屏了。因為石墨烯是透明的,用它製造的電板比其他材料具有更優良的透光性。

[2]基因電子測序

由於導電的石墨烯的厚度小於dna鏈中相鄰鹼基之間的距離以及dna四種鹼基之間存在電子指紋,因此,石墨烯有望實現直接的,快速的,低成本的基因電子測序技術。[4][5]

減少噪音

美國ibm

宣布,通過重疊2層相當於石墨單原子層的「石墨烯(graphene)」,試製成功了新型電晶體,同時發現可大幅降低奈米元件特有的1/f。石墨烯,試製成功了相同的電晶體,不過與預計的相反,發現能夠大幅控制噪音。通過在二層石墨烯之間生成的強電子結合,從而控制噪音。

雜訊。其它應用

石墨烯還可以應用於電晶體、觸控螢幕、基因測序等領域,同時有望幫助物理學家在量子物理學研究領域取得新突破。中國科研人員發現細菌的細胞在石墨烯上無法生長,而人類細胞卻不會受損。利用這一點石墨烯可以用來做繃帶,食品包裝甚至抗菌t恤;用石墨烯做的光電化學電池可以取代基於金屬的有機發光二極體,因石墨烯還可以取代燈具的傳統金屬石墨電極,使之更易於**。

這種物質不僅可以用來開發製造出紙片般薄的超輕型飛機材料、製造出超堅韌的防彈衣,甚至能讓科學家夢寐以求的2.3萬英里長太空電梯成為現實。

7樓:潛力新材料

石墨烯是目前世界上最薄且最堅硬的奈米材料,它幾乎完全透明,只吸收2.3%的光,導熱係數高達5300 w/m·k(高於碳奈米管),常溫下電子遷移率超過15000cm2/v·s(高於碳奈米管和矽晶體),電阻率只有10-6 ω·cm,為目前世界上電阻率最小的材料,未來將在超多領域引發顛覆性的技術產業革命。

應用領域:鋰電子電池、超級電容器、導電油墨、觸控螢幕、軟性電子、散熱材料、塗料、生物感測器、太陽能電池、燃料電池…

1、超級計算機:石墨烯電晶體極有可能應用於超能效超高速計算機,超高速是指目前速度的一千倍,超能效是指僅使用目前百分之一的能耗。

2、新型顯示器:石墨烯薄膜可實現可折疊與伸縮的超薄顯示器。

3、超級汽車:未來的石墨烯電池汽車或可實現充電10分鐘,續航1000公里。

4、手機散熱:settlerα 石墨烯手機、石墨烯觸控螢幕、搭載石墨烯液冷系統的華為mate 20x…

5、導電油墨:「vor-ink」石墨烯導電油墨…

6、體育用品:youtek 石墨烯飛速系列網球拍手柄部位…

8樓:愛誰誰大褲衩

多了,石墨烯有太多優越性,應用面很廣,太陽能電池、感測器方面、奈米電子學、高效能納電子器件、複合材料、場發射材料、氣體感測器及能量儲存等領域具有廣泛的應用。據我了解,其最大的應用就在半導體領域。不過目前最多的還是在理論方面,有待於深入研究。

石墨烯在電路設計有助於解決熱管理問題,這些問題存在於先進的高速高整合密度晶元中。石墨烯電路可實現的調製是必需的,否則無法實現相移鍵控(phase shift keying)和頻移鍵控(frequency shift keying),這兩種技術廣泛適用於無線應用領域,如藍芽、射頻識別技術和無線個域網(zigbee),」莫漢拉姆向《奈米工廠》(nanowerk)雜誌解釋說,「對於這樣的應用,常規設計所採用的複雜設計技術是基於多重單極電晶體,與此相比,我們研製的放大器有很多優越性,結構簡單、寄生性低、高頻寬和較低的功耗。已經取得的進步是在石墨烯基質薄膜方面,這種薄膜可用於製備透明和可印刷的電子產品,這樣簡單的電路具有高效能和現場配置功能,這些都必然帶來大規模整合和產業化」。

請採納,謝謝

9樓:瓷磚妹

石墨烯可以應用到地暖市場,冠珠陶瓷品牌推出由瓷磚、石墨烯智暖晶元、環保保溫板三層結構復合而成的石墨烯智控發熱瓷磚。具有節能環保、公升溫快速、有益健康等多重優勢,能夠為室內提供持續供暖,較傳統採暖方式節能35%以上。

10樓:as奇聞異事

實際上石墨烯本來就存在於自然界,只是難以剝離出單層結構。石墨烯一層層疊起來就是石墨,厚1公釐的石墨大約包含300萬層石墨烯。

11樓:陳小庚晴波

石墨烯是一種高科技材料,用途很廣泛的,我在廣交會上看到烯旺科技的石墨烯發熱應用產品,感覺挺不錯的,至今為止已經研發出了石墨烯理療護腰護膝護頸呢。

12樓:滄巫雲水

石墨烯的應用範圍廣闊。根據石墨烯超薄,強度超大的特性,石墨烯可被廣泛應用於各領域,比如超輕防彈衣,超薄超輕型飛機材料等。根據其優異的導電性,使它在微電子領域也具有巨大的應用潛力。

石墨烯有可能會成為矽的替代品,製造超微型電晶體,用來生產未來的超級計算機,碳元素更高的電子遷移率可以使未來的計算機獲得更高的速度。另外石墨烯材料還是一種優良的改性劑,在新能源領域如超級電容器、鋰離子電池方面,由於其高傳導性、高比表面積,可適用於作為電極材料助劑。

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